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教授解开“韦伯”的外太空之谜

Elisa Toloba and Guillermo Barro

物理学副教授Guillermo Barro和他的妻子兼同事,物理学副教授Elisa Toloba 

物理学副教授吉列尔莫·巴罗(Guillermo Barro)的工作类似于考古学家,但他关注的是遥远的星系,而不是地球. 

Using the new James Webb Space Telescope, 巴罗能够研究宇宙的过去,了解更多关于它是如何进化的,并找到大爆炸后形成的第一批星系.

巴罗是美国国家航空航天局选定的一个国际科学家小组的成员,他们是第一批研究由这台强大的望远镜获得的图像和数据的科学家, which launched one year ago.  

巴罗让我们深入了解望远镜捕捉到的迷人图像, 它们揭示了宇宙的奥秘,也告诉了我们银河系的奥秘.

分享一下你使用韦伯望远镜的工作概况.

We use the telescope as a time machine. 我们拍下所有这些照片,通过计算,我们可以找出哪些星系离我们近,哪些星系离我们远. 然后你可以创建一个时间序列来观察星系是如何演化的. 

韦伯望远镜最令人兴奋的一件事就是你可以找到最遥远的星系. 宇宙的膨胀使物体看起来是红色的, 所以你可以拍张照片,寻找最红色的东西. 

What is your research focus?

I focus on the most massive galaxies. The question I try to answer is why do they die? Galaxies are factories that turn gas into stars, 但最终它们会耗尽气体,停止制造恒星. 我们想知道这是什么时候发生的.

当你看到韦伯拍摄的第一张照片时,你的反应是什么?

You really have no words. 你有一个理论上的估计关于它应该如何工作以及它比哈勃望远镜好多少倍, but until you see it, you cannot believe it.  图像就像从老式CRT电视切换到4K电视. It is amazing. 

You immediately see detail, and because it works in a different wavelength, for some galaxies, it's night and day. It’s not just that the images are crisp. All of a sudden, where you could only see a tenuous thing, 你现在可以看到所有的旋臂和以前看不见的东西. They are very powerful images.

photo taken by the James Webb Space Telescope

这是美国宇航局发布的韦伯望远镜首次拍摄的船底座星云图像之一. 

比较韦伯望远镜和哈勃太空望远镜(1990年发射).

The main difference, other than it is much bigger and advanced, 它是用来观察我们所说的红外线的吗, so that’s the light we cannot see with our eyes. 这就是为什么照片看起来不完全一样. 有些东西韦伯能看到,哈勃却看不到.

你和你的团队的第一个发现是什么?

我们最初发表的几篇论文是关于最遥远的星系的. We use the word “redshift.“红移数越高,星系就越遥远. Before James Webb it was six or seven. Now we’re up to 12.

这是一件很突出的事情,因为它不需要很多复杂的计算. 你可以看着图片,通过寻找红色的小点来猜测哪个是最遥远的星系.

到目前为止,你最感兴趣的观察是什么?

If you look at the galaxies, in principle, when you go back in time, 你会发现银河系中的恒星越来越少. 我们发现了一些奇怪的天体,它们似乎拥有太多的恒星,远远超过了宇宙的年龄. They formed way too fast. 那个时期的星系应该是小蝌蚪星系,而不是大鲸鱼.

That spiked our interest. What are these objects? 是不是有什么我们不明白的地方? We are definitely missing something there.

关于遥远星系的信息如何帮助我们更好地了解我们自己的星系?

我们看不到自己的银河系,因为我们身处其中. And we cannot see the past of this galaxy. 但如果我们认为这个星系与另一个星系相似, we can try to make the evolutionary connection. We can look at galaxies like the Milky Way, with similar properties of size, or shape or the number of neighbors. Is this in an isolated region of the universe? Things like that. 然后我们就可以证明我们自己的星系和其他星系是以类似的方式形成的.

这项研究将如何影响未来的人们?

詹姆斯·韦伯太空望远镜正试图回答一些关于宇宙如何形成的最基本的问题, the stars and the planets formed. 这些问题的许多答案是上一代望远镜无法回答的.

韦伯望远镜前所未有的技术能力使我们能够看得更远,更好地找到第一个星系,或者观察其他行星的大气层,寻找生命的迹象,或者至少是宜居性. In the future, 教科书中对这些问题的许多回答都是基于我们现在所进行的观察.

学生们能和你一起做研究吗?

在物理上,我们的学生在高年级时做一个独立的研究项目. 他们和我们一起工作一个学期,有时整个夏天, 所以现在和我一起工作的学生将在可预见的未来使用詹姆斯·韦伯的数据.

他们将为我的主要科学项目工作,旨在通过宇宙时间了解星系的形成和演化. In more practical terms, 他们很可能会利用望远镜的成像数据来识别星系,测量它们的颜色,试图推断它们的基本属性, 比如它们离我们有多远,或者它们有多少颗恒星.